血液ポンプの溶血低減のための数値流体力学解析による形状最適化方法の確立
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21K12769
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90140:Medical technology assessment-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
西田 正浩 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 総括研究主幹 (80357714)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 血液ポンプ / 溶血試験 / 溶血特性 / 精度 / 数値流体力学解析 / パッシブスカラー / 輸送方程式 / 非定常解析 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、血液ポンプにおいて最も重要な基本的な指標の一つである溶血量を精度よく把握できるようにするために、数値流体力学解析を用いた正確な溶血量の定量化方法を提案することを目的とする。これまで実施されてこなかった、溶血量をパッシブスカラーとした輸送方程式を非定常解法で解析する方法や、計算セルにおけるせん断時間を正確に定量化したオイラーの方法を提案し、それらの解析から得られた溶血量が実際の溶血試験結果と一致するか否かを評価することにより、それぞれの解析手法を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き、流路の総断面積または本数および出口角を変化させた複数のインペラモデルを切削して血液ポンプ実機を作製し、ウシと殺血を用いて溶血試験を実施した。その結果、流路の総断面積が大きいと溶血量は低くなり、流路の出口角が小さいと溶血量はほぼ変化しない傾向にあるが、今年度は、溶血試験の回数を多くしたことにより試験による誤差が低減し、上述の形状の影響による溶血量の変化が明確になった。今後、当該年度に得られた正確な溶血試験結果により、赤血球にかかるせん断応力とせん断時間から生じる溶血量をパッシブスカラーとした輸送方程式を非定常の数値流体力学解析で解いて血液ポンプの溶血量を推定する手法の妥当性を検証する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
数値流体力学解析による血液ポンプの溶血量の推定方法の妥当性を検証するものは、溶血試験結果以外になく、本年度はそれを正確に得ることに注力した。そのため、論文の執筆や数値流体力学解析によるもう一つの推定手法についての検討がならなかったから。
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| Strategy for Future Research Activity |
当該年度に得られた溶血試験結果により、赤血球にかかるせん断応力とせん断時間から生じる溶血量をパッシブスカラーとした輸送方程式を非定常の数値流体力学解析で解いて血液ポンプの溶血量を推定する手法の妥当性を検証する。そして、論文の執筆と数値流体力学解析によるもう一つの推定手法についての検討を実施する。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
